專利名稱：一種烏拉草纖維的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紡織材料技術(shù)，具體為ー種烏拉草纖維的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
烏拉草是“東北三寶”之一，因其獨(dú)特的防寒保暖性能和天然的抗菌除臭性能而受到大家的喜愛。目前烏拉草主要應(yīng)用在烏拉草鞋墊、烏拉草藥枕、烏拉草護(hù)腰等領(lǐng)域，寶貴資源沒有得到很好利用。烏拉草纖維的生產(chǎn)主要有脫膠與后處理兩大部分，其中，脫膠是提取烏拉草纖維的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。現(xiàn)有脫膠技術(shù)有兩種方法ー是堿煮方法(參見“ー種烏拉草纖維絲的生產(chǎn)エ
藝及產(chǎn)品(申請(qǐng)?zhí)?00410010645. X)”)，該エ藝的慪草脫膠是采用堿煮法或高溫高壓堿蒸煮法來提取出烏拉草纖維，該エ藝存在慪草脫膠處理時(shí)間長于48h，處理效果不均勻，使用高壓成本高，漂白エ序繁瑣、且漂白試劑不環(huán)保等弊端。ニ是堿氧一浴法(參見于麗紅等.烏拉草纖維一一種新型的紡織纖維材料[J].山東紡織和科技，2006，(1):54-56),該エ藝的脫膠方法是采用堿煮與漂白エ序結(jié)合的方法，該エ藝在不添加任何化學(xué)助劑的情況下，存在NaOH與烏拉草接觸不充分，烏拉草脫膠效果差的弊端，同時(shí)在高溫下H2O2分解速度不受控制，漂白效果不佳，且會(huì)氧化纖維素，對(duì)纖維的破壞作用嚴(yán)重。經(jīng)于麗紅等人對(duì)未脫膠的烏拉草纖維化學(xué)成分含量的測(cè)定知，烏拉草纖維各化學(xué)成分含量與麻纖維相似，而麻類脫膠主要有化學(xué)脫膠法，生物酶脫膠法和超聲波脫膠法等，其中超聲波脫膠法操作簡單，清潔環(huán)保。但實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，単獨(dú)的超聲波脫膠效果并不理想，無法達(dá)到烏拉草纖維的生產(chǎn)要求。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有烏拉草生產(chǎn)エ藝存在操作復(fù)雜、成本較高、污染環(huán)境等問題，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是，提供一種烏拉草纖維的生產(chǎn)方法，該方法采用超聲波-化學(xué)聯(lián)合脫膠エ藝，可提取出性能優(yōu)良的烏拉草纖維，該生產(chǎn)エ藝具有操作簡單，節(jié)約成本，清潔環(huán)保，節(jié)能聞效等特點(diǎn)。本發(fā)明解決所述技術(shù)問題的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)ー種烏拉草纖維的生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)方法采用以下工藝エ藝流程是烏拉草原草一水煮一初加工一超聲波預(yù)脫I父處理一如水洗一喊氧一浴脫膠一酸洗一后水洗一烘干一給油一開松梳理一烏拉草纖維；其中，所述水煮エ藝是將烏拉草原草放于沸水中煮練l_2h，冷卻至常溫后取出；所述初加工エ藝是采用機(jī)械設(shè)施對(duì)取出的烏拉草進(jìn)行碾壓、撕扯和梳理，使烏拉草加工成絲狀物；所述超聲波預(yù)脫膠處理工藝是以水做媒介，在超聲波頻率為28-40KHZ，溫度50-70 0C,時(shí)間60-90min下進(jìn)行超聲波脫膠處理，并且在超聲波處理20_30min時(shí)，加入NaOH，使溶液的堿濃度達(dá)到5-15g/l，達(dá)到設(shè)定的處理時(shí)間后，冷卻至常溫；所述前、后水洗エ藝均是用50-70°C的水洗滌烏拉草纖維至中性；
所述堿氧一浴脫膠エ藝是將前水洗后的烏拉草纖維放入配置好的堿氧提取液中，以保持1°C /min的升溫速度，由常溫升溫至90-100°C的預(yù)定溫度，保溫煮練l_2h ;所述堿氧提取液如下配置氫氧化鈉6-9g/l、雙氧水8-12g/l，并添加相對(duì)于烏拉草質(zhì)量的助劑多聚磷酸鈉2-4%、硫酸鎂2-4%和亞硫酸鈉1-3% ；所述的酸洗エ藝是用O. 5-1. 5g/l的低濃度硫酸溶液中和殘留在烏拉草纖維上的堿液。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明烏拉草纖維生產(chǎn)方法的有益效果是以超聲波作為預(yù)脫膠エ序，方法操作簡單，清潔環(huán)保，效率高；并在水做媒液超聲波作用一段時(shí)間后，再加入一定量氫氧化鈉，增強(qiáng)了對(duì)烏拉草的脫膠效果；使用堿氧ー浴法脫膠代替多次煮練及漂白エ序，并添加適于提取烏拉草纖維的化學(xué)助劑，防止或減少了纖維損傷，同時(shí)增強(qiáng)脫膠效果，超聲波處理與堿氧ー浴法結(jié)合，減少エ藝流程，節(jié)約時(shí)間及成本，且使廢液易回收處理，有利于環(huán)境保護(hù)；本發(fā)明生產(chǎn)方法可提取出性能優(yōu)良的烏拉草纖維。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)ー步詳細(xì)說明。本發(fā)明設(shè)計(jì)的烏拉草纖維生產(chǎn)方法(簡稱方法)采用以下工藝エ藝流程是烏拉草原草一水煮一初加工一超聲波預(yù)脫I父處理一如水洗一喊氧一浴脫膠一酸洗一后水洗一烘干一給油一開松梳理一烏拉草纖維；其中，所述的水煮エ藝是將烏拉草原草放于沸水中煮練l_2h，冷卻至常溫后，取出烏拉草；所述的初加工工藝采用機(jī)械設(shè)施對(duì)取出的烏拉草進(jìn)行捶打和機(jī)械撕扯，使烏拉草先壓平，進(jìn)而撕扯梳理成多根絲狀物；所述的超聲波預(yù)脫膠處理工藝將機(jī)械撕扯后的烏拉草放入有蒸餾水的燒杯中，再將燒杯放入超聲波儀器中，在超聲波頻率設(shè)定為28-40KHZ，溫度50-70°C，時(shí)間60_90min下進(jìn)行超聲波預(yù)脫膠處理，并且在超聲波處理20-30min吋，加入NaOH，使溶液的堿濃度達(dá)到5-15g/l，達(dá)到設(shè)定的處理時(shí)間后，取出燒杯，冷卻至常溫；所述的前水洗エ藝是用50-70°C的水，洗滌烏拉草纖維至中性；所述的堿氧ー浴脫膠エ藝是將水洗后的烏拉草纖維放入配置好的堿氧提取液中，以保持l°c /min的升溫速度，由常溫升溫至90-100°C的預(yù)定溫度，保溫煮練l_2h ;所述的堿氧提取液是如下常溫配置氫氧化鈉6-9g/l、雙氧水8-12g/l，并添加助劑相對(duì)于烏拉草質(zhì)量的多聚磷酸鈉2-4%、硫酸鎂2-4%和亞硫酸鈉1-3% ;所述堿氧提取液中的組分氫氧化鈉和雙氧水構(gòu)成堿氧ー浴エ藝。為進(jìn)一歩提高氫氧化鈉的脫膠作用效果，改善烏拉草的品質(zhì)，本發(fā)明方法的進(jìn)ー步特征是，在所述堿氧一浴脫膠エ藝中，當(dāng)升溫至80-90°C時(shí)，再次加入氫氧化鈉，使浴液中的堿(氫氧化鈉)總濃度達(dá)到>9g/l—彡12g/l。所述的酸洗或中和エ藝用O. 5-1. 5g/l的低濃度硫酸溶液中和殘留在烏拉草纖維上的堿液；所述的后水洗エ藝是用50-70°C的水，洗滌烏拉草纖維至中性；所述的烘干エ藝是將洗至中性的烏拉草纖維烘干，調(diào)至回潮率約為12% ；
所述的給油エ藝是在調(diào)整好回潮率約為12%的烏拉草纖維上均勻噴灑梳理齊U，用量為纖維質(zhì)量的4-6%，加纖維質(zhì)量6-10%的水稀釋后噴灑，然后在室溫條件下悶放8_12h，實(shí)施例的梳理劑采用TFD1212-梳理劑(市售商品)；最后進(jìn)行開松梳理工藝即將給油后的烏拉草纖維喂入梳棉機(jī)進(jìn)行開松梳理，即得到烏拉草纖維。本發(fā)明エ藝流程中所述的烘干、給油和開松梳理工序與現(xiàn)有麻類纖維后處理方法基本相同或類似，但水煮、初加工、超聲波處理、水洗、堿氧ー浴和酸洗等エ序不同于現(xiàn)有烏拉草纖維提取方法，是本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有烏拉草纖維生產(chǎn)エ藝的不足而創(chuàng)新設(shè)計(jì)的新エ序和 ェ藝。本發(fā)明方法將超聲波作為脫膠預(yù)處理工藝，并且是在水做媒液超聲波作用一段時(shí)間后，加入一定量氫氧化鈉，與單純用水做媒液相比，可明顯增強(qiáng)對(duì)烏拉草的脫膠效果。本發(fā)明方法針對(duì)烏拉草脫膠，將超聲波與堿氧ー浴法結(jié)合，與單純超聲波脫膠和單純堿氧一浴法相比，也可增強(qiáng)脫膠效果；在化學(xué)脫膠部分堿氧ー浴脫膠法不僅能達(dá)到煮練脫膠的效果，而且能為雙氧水漂白提供堿性環(huán)境，特別是添加適于烏拉草脫膠的化學(xué)助劑，可加大NaOH與烏拉草接觸程度，同時(shí)穩(wěn)定雙氧水的分解，防止對(duì)烏拉草纖維的損傷，可配置出堿氧提取液進(jìn)行化學(xué)脫膠。后處理部分結(jié)合較為成熟的麻類纖維后處理工藝，生產(chǎn)出烏拉草纖維。本發(fā)明提供的烏拉草生產(chǎn)エ藝與現(xiàn)有的烏拉草生產(chǎn)エ藝相比具有操作簡單、清潔環(huán)保、節(jié)能高效等特點(diǎn)。本發(fā)明方法所得到的烏拉草纖維主要參數(shù)是烏拉草纖維直徑30-110 μ m，長度40-160mm,細(xì)度 2_3tex，斷裂伸長率 2. 0%-3. 5%,斷裂強(qiáng)カ 30_80cN，斷裂強(qiáng)度 15_23cN/tex，動(dòng)摩擦系數(shù)O. 147-0. 179，靜摩擦系數(shù)O. 132-0. 180，質(zhì)量比電阻6. 7 X 108_7. 2 X IO8 Ω · g/cm2。該烏拉草纖維既適于進(jìn)一步紡織加工，又適用于做復(fù)合材料。 本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。下面給出本發(fā)明的具體實(shí)施例。這些實(shí)施例僅用于詳細(xì)具體說明本發(fā)明的技術(shù)方案，并不限制本申請(qǐng)權(quán)利要求保護(hù)的范圍。實(shí)施例I將15g烏拉草原草放入沸水中煮練2h，冷卻至常溫后，進(jìn)行初加工，將初加工完后的烏拉草放入裝有750ml蒸餾水的燒杯中，將燒杯放入超聲波儀器中，選定頻率40KHZ，溫度60°C，進(jìn)行超聲波預(yù)脫膠處理，20min后，在燒杯中加入7. 5g氫氧化鈉，繼續(xù)進(jìn)行超聲波脫膠40min，超聲波預(yù)脫膠完畢后，用60°C的溫水進(jìn)行洗滌4遍，至呈中性，將洗凈的烏拉草纖維放入配置好的750ml堿氧提取液中脫膠，堿氧提取液組成為蒸餾水750ml，氫氧化鈉5. 25g，雙氧水6g，多聚磷酸鈉O. 45g，硫酸鎂O. 45g和亞硫酸鈉O. 30g,由常溫開始，保持升溫速度l°c /min，升溫至90°C吋，向堿氧提取液中加入2. 25g氫氧化鈉，升溫至100°C吋，開始計(jì)時(shí)，蒸煮60min,之后用配置好的lg/Ι的硫酸溶液沖洗烏拉草纖維2min,繼續(xù)用60°C溫水洗滌3遍，至呈中性；烘干調(diào)整烏拉草纖維回潮率為12%，得到8. 5g纖維，之后均勻噴灑
1.105g (其中，TFD1212-梳理劑O. 425g，水O. 68g)稀釋后油劑TFD1212,在室溫條件下悶放8h，將烏拉草纖維喂入小型梳棉機(jī)進(jìn)行開松梳理，即得到烏拉草纖維。經(jīng)檢測(cè)，本實(shí)施例所得烏拉草纖維的平均直徑67. 59um、平均長度108. 94mm、細(xì)度
2.5tex、平均斷裂伸長率2. 7%、平均斷裂強(qiáng)カ55. 94cN、平均斷裂強(qiáng)度22. 38cN/tex、平均動(dòng)摩擦系數(shù)O. 153、平均靜摩擦系數(shù)O. 161、質(zhì)量比電阻7. 2Χ108Ω · g/cm2。實(shí)施例2將15g烏拉草原草放入沸水中煮練2h，冷卻至常溫后進(jìn)行初加工，將初加工完后的烏拉草放入裝有750ml蒸餾水的燒杯中，將燒杯放入超聲波儀器，選定頻率28KHZ，溫度600C，進(jìn)行超聲波預(yù)脫膠，20min后加入3. 75g氫氧化鈉，繼續(xù)進(jìn)行超聲波脫膠40min，超聲波作用完畢后，用60°C的溫水進(jìn)行洗滌4-5遍至呈中性，將洗凈的烏拉草纖維放入配置好的750ml堿氧提取液中脫膠，堿氧提取液組成為氫氧化鈉濃度6g，雙氧水濃度7. 5g，多聚磷酸鈉O. 45g,硫酸鎂O. 45g,亞硫酸鈉O. 30g,由常溫開始保持升溫速度1°C /min,升溫至100°C時(shí)開始計(jì)時(shí)，蒸煮80min，之后用配置好的lg/Ι的硫酸溶液沖洗烏拉草纖維2min，繼續(xù)用60°C溫水洗滌4遍至呈中性，烘干調(diào)整烏拉草纖維回潮率為12%，得到9g纖維，之后均勻噴灑I. 35g稀釋后油劑TFD1212-梳理劑(其中TFD1212-梳理劑O. 45g，水O. 9g)，在室溫條件下悶放9h，將烏拉草纖維喂入小型梳棉機(jī)進(jìn)行開松梳理，即得到烏拉草纖維。經(jīng)檢測(cè)，本實(shí)施例所得烏拉草纖維的平均直徑69. 76um、平均長度92. 51mm、細(xì)度
2.51tex、平均斷裂伸長率2. 4%、平均斷裂強(qiáng)カ47. 68cN、平均斷裂強(qiáng)度18. 99cN/tex、平均動(dòng)摩擦系數(shù)O. 173、平均靜摩擦系數(shù)O. 173、質(zhì)量比電阻6. 7 X IO8 Ω · g/cm2。實(shí)施例3將15g烏拉草原草放入沸水中煮練2h，冷卻至常溫后進(jìn)行初加工，將初加工完后的烏拉草放入裝有750ml蒸餾水的燒杯中，將燒杯放入超聲波儀器，選定頻率40KHZ，溫度600C，進(jìn)行超聲波預(yù)脫膠，20min后加入10. 75g氫氧化鈉，繼續(xù)進(jìn)行超聲波預(yù)脫膠50min，超聲波作用完畢后，用60°C的溫水進(jìn)行洗滌4-5遍至呈中性，將洗凈的烏拉草纖維放入配置好的750ml堿氧提取液中脫膠，堿氧提取液組成為氫氧化鈉濃度4. 5g，雙氧水濃度6g，多聚磷酸鈉O. 45g,硫酸鎂O. 45g,亞硫酸鈉O. 30g,由常溫開始保持升溫速度1°C /min,升溫至100°C時(shí)開始計(jì)時(shí)，蒸煮lOOmin，之后用配置好的lg/Ι的硫酸溶液沖洗烏拉草纖維2min，繼續(xù)用60°C溫水洗滌4遍至呈中性，烘干調(diào)整烏拉草纖維回潮率為12%，得到9g纖維，之后均勻噴灑O. 99g稀釋后的TFD1212-梳理劑(其中，TFD1212-梳理劑為O. 45g，水O. 54g)，在室 溫條件下悶放8h，將烏拉草纖維喂入小型梳棉機(jī)進(jìn)行開松梳理，即得到烏拉草纖維。經(jīng)檢測(cè)，本實(shí)施例所得烏拉草纖維的平均直徑67. 9um、平均長度101. 6mm、細(xì)度
2.5tex、平均斷裂伸長率3. 0%、平均斷裂強(qiáng)カ50cN、平均斷裂強(qiáng)度20cN/tex、平均動(dòng)摩擦系數(shù)O. 155、平均靜摩擦系數(shù)O. 152、質(zhì)量比電阻7 XlO8 Ω · g/cm2。
權(quán)利要求
1.一種烏拉草纖維的生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)方法采用以下エ藝 エ藝流程是烏拉草原草一水煮一初加工一超聲波預(yù)脫膠處理一前水洗一堿氧ー浴脫膠一酸洗一后水洗一烘干一給油一開松梳理一烏拉草纖維；其中， 所述水煮エ藝是將烏拉草原草放于沸水中煮練l-2h，冷卻至常溫后取出； 所述初加工エ藝是采用機(jī)械設(shè)施對(duì)取出的烏拉草進(jìn)行碾壓、撕扯和梳理，使烏拉草加エ成絲狀物； 所述超聲波預(yù)脫膠處理工藝是以水做媒介，在超聲波頻率為28-40KHZ，溫度50-70°C，時(shí)間60-90min下進(jìn)行超聲波預(yù)脫膠處理，并且在超聲波處理20_30min時(shí)，加入NaOH,使溶液的堿濃度達(dá)到5-15g/l，達(dá)到設(shè)定的處理時(shí)間后，冷卻至常溫； 所述前、后水洗エ藝均是用50-70°C的水洗滌烏拉草纖維至中性； 所述堿氧一浴脫膠エ藝是將前水洗后的烏拉草纖維放入配置好的堿氧提取液中，以保持1°C /min的升溫速度，由常溫升溫至90-100°C的預(yù)定溫度，保溫煮練l_2h ;所述堿氧提取液如下配置氫氧化鈉6-9g/l、雙氧水8-12g/l，并添加相對(duì)于烏拉草質(zhì)量的助劑多聚磷酸鈉2-4%、硫酸鎂2-4%和亞硫酸鈉1-3% ； 所述的酸洗エ藝是用O. 5-1. 5g/l的低濃度硫酸溶液中和殘留在烏拉草纖維上的堿液。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述烏拉草纖維的生產(chǎn)方法，其特征在于在所述堿氧一浴脫膠エ藝中，當(dāng)升溫至80-90°C時(shí)，再次加入氫氧化鈉，使浴液中的堿總濃度達(dá)到>9g/l—< 12g/L
3.—種烏拉草纖維，其采用權(quán)利要求I或2所述烏拉草纖維的生產(chǎn)方法直接獲得，該烏拉草纖維的主要參數(shù)是烏拉草纖維直徑30-1 lOMm，長度40-160mm，細(xì)度2_3tex，斷裂伸長率2. 0%-3. 5%，斷裂強(qiáng)カ30-80cN，斷裂強(qiáng)度15_23cN/tex，動(dòng)摩擦系數(shù)O. 147-0. 179，靜摩擦系數(shù) O. 132-0. 180，質(zhì)量比電阻 6. 7 X IO8 -7. 2 X IO8 Ω · g/cm2。
全文摘要
本發(fā)明公開一種烏拉草纖維的生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)方法采用以下工藝流程烏拉草原草→水煮→初加工→超聲波預(yù)脫膠→前水洗→堿氧一浴脫膠→酸洗→后水洗→烘干→給油→開松梳理→烏拉草纖維；其中，超聲波預(yù)脫膠工藝以水做媒介，在頻率28—40HZ，溫度50—70℃下超聲波預(yù)脫膠處理60—90min，并且在處理20-30min時(shí)，加入NaOH，使溶液堿濃度達(dá)到5-15g/l；堿氧一浴脫膠工藝是把烏拉草放入堿氧提取液中，升溫至90-100℃，保溫煮練1-2h；堿氧提取液如下配置氫氧化鈉6—9g/l、雙氧水8—12g/l，烏拉草質(zhì)量的助劑多聚磷酸鈉2-4%、硫酸鎂2-4%和亞硫酸鈉1-3%。
文檔編號(hào)D01C1/00GK102660779SQ20121018352
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者王春紅, 白肅躍, 馬海軍 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)